发布时间 : 星期六 文章综采工作面大采高采煤方法的应用本科毕业论文更新完毕开始阅读dfbb9d4ca22d7375a417866fb84ae45c3a35c245
2、2、3行业结构与企业发展问题 （1）煤炭产业集中度低
2013年我国前8家煤炭企业市场集中度为20.68%，远低于世界其它主要产煤国家。 （2）煤炭企业负担过重
家门口企业税负比2004年税制改革前提高了6个百分点；2013年煤炭行业支出铁路建设基金约100亿元；国有重点煤矿企业办社会问题突出，地方政府接收困难，原有国有重点煤矿办社会支出60亿元。
2013年末，原国有重点煤矿在职人员257万人，由于所在地社会承受能力弱，难以减人提效。部分煤矿资源枯竭，生产能力下降，生产成本上升，富余人员、工伤抚恤人员多，转产困难。
（3）煤矿企业效益差、职工收入低
2013年原中央财政煤矿企业补贴前亏损面仍高达48%，补贴后仍有6%的企业亏损。2013年原国有重点煤矿在岗职工平均收入16812元，低于全国平均水平。
2、2、4煤矿安全与矿区环境治理问题 （1）煤炭安全形势严峻
2013年煤矿共死亡6027人，百万吨死亡率为3.08，显著高于世界其它主要国家。 大多数煤矿生产和安全技术装备落后，防灾抗灾能力差，重大、特大事故频繁发生。2013年共发生死亡10人以上特大和重特大事故42起，死亡1008人。
（2）矿区环境治理问题
矿井生产中排放的煤矸石约占原煤产量的8~10%，现已累计堆存煤矸石30多亿吨，占地超过15万亩。地面塌陷、煤田自燃火灾、部分煤矸石自燃、煤矿瓦斯排放对生态环境构成严重影响。
煤矿开采每年排出地下水约22亿立方米，我国西北部主要煤炭产区，煤炭开采加剧了水资源的匮乏，对矿区生态环境造成影响。井下煤层气抽出量约100亿立方米，90%直接排放到大气中。
2、2、5煤炭运输与燃煤污染的问题 （1）煤炭运输制约
我国煤炭资源主要分布在西北部，而煤炭消费重心在东南部，形成了“北煤南运、西煤东调”的格局，运输距离长，运输费用高，影响煤炭供应能力和市场竞争力；铁路运力不足的问题将长期存在；港口吞吐能力满足不了需要；公路长距离运输成本过高。
（2）煤炭消费与环境保护问题
煤炭在利用过程中将产生大量的污染物和温室气体。特别是煤炭的不合理利用，排放了大量烟尘和有害气体，严重污染环境。随着煤炭消费量的增加，环境保护压力将越来越大。
3、大采高技术发展现状
3、1我国大采高技术的应用
我国国有重点煤矿厚煤层储量占44%，而厚煤层产量占45%以上，绝大多数高产高效矿井是在以厚煤层开采为主的生产条件下实现的。目前，我国重点煤矿厚煤层开采方法主要有综采放顶煤开采和大采高综采两种。放顶煤开采虽然已经在我国发展成为一种厚煤层
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高产高效采煤方法，广泛用于5~15厚煤层一次采全高，但仍有许多难以解决技术难题。对于4~6m的稳定厚煤层，大采高综采具有更好的技术经济优势。近十年来，以神华矿区为代表的现代化矿井建设，依靠得天独厚的厚煤层赋存条件和先进的管理模式，采用国际一流装备，进行4~6m一次采全高，不断刷新工作面高产高效记录，工作面年产超过1000万吨。晋城寺河矿采用国产大采高液压支架，成功实现6.5m一次采全高，月产突破80万吨，创造了世界大采高高产高效记录。
3、2高效综采的快速发展
世纪之交的十几年间，以长壁高效综采为代表的煤炭井工开采技术取得前所未有的新进展。高效综采发展主要体现在以下三方面：一是综采工作面生产能力大幅度提高，采区范围不断扩大，出现了“一矿一面”年产数百万吨的高产高效和集约化生产模式；二是高效综采装备和开采工艺不断完善，推广使用范围不断扩大，中厚煤层开采、厚煤层一次采全高开采和薄煤层全自动化生产等技术和工艺取得巨大成功；三是高效综采装备的研制开发取得新的技术突破，年生产能力已达到10Mt，并实现了综采工作面生产过程自动化，大型综采矿井技术经济指标已经达到大型先进露天矿水平。鉴于我国煤炭为主的能源结构和当前煤炭需求快速增长，高效综采也将成为能源开放技术重要的竞争领域。一次采全高工作面的循环进度主要考虑采煤机的截深，放顶煤开采工作面的循环进度，考虑采煤机截深和放煤步距。截深的确定首先是根据工作面整体生产能力进行考虑，综合机械化开采初期，工作面截深均选用0.6m标准截深，随着技术的进步，工作面装备能力的加大提供了采煤机足够的截割功率和输送机足够的输送能力，巷道支护技术的提高保证了大断面的掘进和维护，给工作面加大截深提供了有力的技术支持。近年来，高产高效矿井能够普遍采用0.8m和1.0m截深，有力保证了矿井生产能力的提高。
实际生产中，截深的确定首先考虑煤层地质条件的影响，其考虑因素包括：工作面顶板的破碎程度、工作面煤质（硬度、节理层理发育程度）、煤层的瓦斯含量等。其次要考虑工作面设备能力；截深的加大是伴随着采煤机截割功率的增加而实现的，同时对采煤机截齿、截割部受力、整体结构等因素有关，采煤机的能力增加一方面体现在截割功率的增加，另一方面体现在牵引速度的增加；同时截深的选取还应考虑支架的支护强度和防护能力以及输送机的运输能力。采煤机截深不但要考虑传统的截割功率大小，而且对于综采放顶煤工作面还要考虑与放煤步距的协调统一。放顶煤工作面实践证明合理的放煤步距为1m左右。即采煤机截深为0.6m时采用两刀一放，采煤机截深为0.8m和1.0m时采用一刀一放。合理的放煤步距是提高回采率、降低含矸率的重要因素。放煤步距应该满足两个条件，一是与支架放煤口的纵向尺寸的水平投影一致，二是与采煤机截深成整倍数关系。
4、综采工作面大采高采煤方法在太岳矿的应用
太岳煤矿自1988年探索综放开采技术以来，经过二十多年的发展，这种对厚煤层的采煤技术日趋成熟，目前已经成为我国厚煤层的主要开采方法之一。但近年来，随着综采设备制造技术的飞速发展，综采设备走向重型化、强力化和自动化，使设备的可靠性得到保证，有力的推动了大采高综采技术的发展，带来了新一轮采煤技术的革命，目前在晋城等矿区已率先在f=1.5~5m的厚煤层中使用大采高综采设备，实现了国内工效最高，吨煤成本最低的成果，极大地提高了煤炭市场竞争能力。
4、1太岳煤矿概况
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太岳煤矿于2012年12月建成投产，原设计能力120万吨/年，先后经过两次改扩建和多次系统改造，矿井集约化程度、综合生产能力和可持续发展能力大幅度提高，目前矿井安全生产许可能力达到300万吨/年。太岳矿井田面积79.68km2，开采深度由+880m至+330m标高。
矿井开拓：矿井开拓方式为立、斜井综合开拓，现有+740和+630两个水平，上下水平通过暗斜井沟通。目前，正在准备+540水平的开拓延深。现有43、52、61、62四个生产盘区。
主提升运输系统：太岳矿有两套主提升运输系统，+740水平为立井箕斗（7.5t/斗）提升，+630水平为斜井胶带提升。主斜井胶带年提升能力为200万吨，主立井箕斗年提升能力为150万吨，通过主提升运输系统环节改造，沟通了两水平的主运输提升系统，实现了两水平提升能力互补，矿井综合能力超过300万吨/年。
辅助运输系统：辅助运输为轨道运输，轨道规矩为900mm。斜井轨道提升方式为斜井串车提升。水平大巷采用架线电机车牵引材料列车运送生产材料、设备等。采区车场及采区轨道，采用无极绳绞车与小绞车牵引运输方式。
地质概况：太岳煤矿现开采的3号煤层赋存于二叠系下统山西组地层的中下部，煤层厚度3.16~7.87m，平均厚度6，62m，硬度f=1~3.62，43采区稍硬，f=2~3，结构一般较简单，该煤层厚度变异系数Y=10.59%。其可采指数Km=1，属稳定煤层。3号煤层直接顶板为砂质泥岩、泥岩、局部为粉砂岩，厚0~10.75m。老顶为中粒砂岩、细粒砂岩，厚1.10~13.6m。裂隙发育，呈张开状，无充填物重填。煤层上覆岩性，从直接顶到老顶为软弱~坚硬型。直接底板炭质泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，厚度0~5.33m。
现有储量：截止2014年6月底，太岳煤矿现开采的3号煤层储量/资源储量为39584.4万吨，其中现生产水平+740及+630水平16237.1万吨，+540水平23347.3万吨。现生产水平工作面圈定储量为3121.5万吨，工作面可采储量为2809.4万吨。+540水平除去村庄压煤外，可采设计的储量为7404.6万吨。
综上所述，太岳矿在生产规模、地质条件和煤层储量等方面上具备用大采高综采设备的能力和条件。
4、2工作面巷道布置及生产系统
4、2、1工作面位置选择分析
根据本次对柳林兴无、晋城寺河等矿大采高工作面现场调研情况，综合分析太岳矿各采区煤层赋存、矿压特征和生产条件，认为将大采高工作面布置在6207较为合理。
（1）、6207所在的62采区为2013年新投入的采区，储量丰富，安排衔接容易；另一方面62采区进风6450m3/min，6207工作面回采时，风量也容易满足。
（2）、6207工作面埋藏深度为260m左右，煤质为f=2~3，结构简单，矿压显现不明显。
（3）、6207工作面为下山回采，可以适当缓解大采高带来的煤壁片帮现象，有利于煤壁和顶板管理。
4、2、2工作面巷道布置 （1）工作面巷道布置
6207工作面沿煤层倾斜方向布置，俯斜开采。工作面切眼长度230m,沿推进方向运输巷长970m。6207工作面巷道布置见图。
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（2）巷道断面与支护形式
6207工作面回风、运输巷及开切眼均采用锚网支护，矩形断面，回风巷宽5.0m,运输巷宽5.3m，巷高4.0m，开切眼宽为8.5m。
4、2、3生产系统 （1）运煤系统
采煤机落煤?工作面刮板机运输机?转载机?07运输巷皮带?630/3#皮带?630/2#皮带?630/1#皮带?61煤仓?0强力皮带?51煤仓?51强力皮带?主皮带煤仓?主皮带?地面
（2）辅助运输系统
运料：材料副斜井?暗斜井?630大巷?62材料车场?630南轨道巷?6207回风车场?6207工作面
运人：副立井?暗斜井?630大巷?火药库通道?630/3#皮带?6207运输巷?6207工作面
（3）通风系统
西进风井?
630大巷-火药库通道?630/3#皮带?6207运输巷?6207工作面
630/1#皮带-630/2#皮带8